IPv4 サブネット化
- サブネットあたりのホスト数
- 2(32 − prefix) − 2 (/31: 2, /32: 1)
- ブロックサイズ
- 256 − (mask octet)
- ネットワークアドレス
- IP AND マスク
- ブロードキャストアドレス
- IP OR (NOT マスク)：ホスト部のビットをすべて 1 にする
- n ビット借りたときのサブネット数
- 2n
コンピュータネットワーク：直前対策パック
公式集、全トピックの解法の要点、6 問の演習問題。完全な解答は巻末にあります。
1公式と解法
記数法
- 位取り
- 2 進数 2k、8 進数 8k、16 進数 16k
- 10 進数へ
- Σ dk·bk
- 10 進数から
- 基数で割り、余りを下から上へ読む
- 16 進数 ↔ 2 進数
- 16 進数 1 桁 = 4 ビット
- 2 の補数
- ビットを反転して 1 を足す
2演習問題
1.IPv4 サブネット化ふつう
ネットワーク 192.168.10.0/24 を、少なくとも 4 個の同じ大きさのサブネットに分けます。借りるビットをできるだけ少なくすると、各サブネットで使えるホスト数 H はいくつですか？
192.168.10.0/244 subnets
H =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
あるホストのアドレスは 10.20.77.225/28 です。そのサブネットで最後に使えるホストアドレスの第 4 オクテット x はいくつですか？
10.20.77.225/28
x =
3.コンピュータネットワークふつう
ライブのビデオ通話で UDP がよく選ばれるのはなぜですか？
- A失われたパケットをすべて再送するよりも、遅延が小さいことのほうが重要だから
- Bすべての動画で UDP が必須だから
- CUDP はすべてのパケットの到着を保証するので、映像が止まることはないから
- DUDP はデータを自動的に暗号化するから
4.コンピュータネットワークむずかしい
IPv6 のフラグメンテーションは IPv4 と比べてどう違いますか？
- AIPv6 はトランスポート層で TCP の内部でフラグメント化する
- BIPv6 では 576 バイトより大きいパケットは許されない
- Cルーターは IPv6 パケットを決してフラグメント化せず、パス MTU 探索を使って送信元だけがフラグメント化できる
- DIPv6 ルーターは、転送する前に 64 バイトより大きいすべてのパケットをフラグメント化する
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −97 を格納するようにビットを設定します。符号なしの数として読むと、このパターンの値 U はいくつですか？
N = −978 bit
U =
6.記数法むずかしい
非圧縮の画像が 1280 × 720 ピクセル、1 ピクセルあたり 24 ビットです。必要なメモリ M は何 KiB（1 KiB = 1024 バイト）ですか？
1280 × 720 px24 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: H = 62
IPv4 サブネット化：アドレスは 32 ビットです。プレフィックス /p は先頭の何ビットがネットワークを表すかを示し、残りの 32 − p ビットでホストを番号付けします。サブネットには 2³²⁻ᵖ 個のアドレスがありますが、最初（ネットワークアドレス）と最後（ブロードキャストアドレス）はホストに割り当てられないため、2³²⁻ᵖ − 2 台のホストが収まります。 例外：/31（ポイントツーポイントリンク、RFC 3021）は 2 つのアドレスを両方ともホストに使い、/32 は単一のアドレス（単一ホストまたはループバック）です。
借りるビット数
22 = 4 ≥ 4 → b = 2, /26
サブネットあたりのホスト数
26 − 2 = 62
答え
H = 62
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 238
IPv4 サブネット化：アドレスは 32 ビットです。プレフィックス /p は先頭の何ビットがネットワークを表すかを示し、残りの 32 − p ビットでホストを番号付けします。サブネットには 2³²⁻ᵖ 個のアドレスがありますが、最初（ネットワークアドレス）と最後（ブロードキャストアドレス）はホストに割り当てられないため、2³²⁻ᵖ − 2 台のホストが収まります。 例外：/31（ポイントツーポイントリンク、RFC 3021）は 2 つのアドレスを両方ともホストに使い、/32 は単一のアドレス（単一ホストまたはループバック）です。
ブロックサイズ
24 = 16
このホストのサブネット
ネットワーク: ⌊225/16⌋·16 = 224
ブロードキャスト: 224 + 16 − 1 = 239
使えるホスト: 225 … 238
答え
x = 238
3.コンピュータネットワーク
答え: A · 失われたパケットをすべて再送するよりも、遅延が小さいことのほうが重要だから
これが答えになる理由
失われたパケットを再送すると遅延が増えます。リアルタイムメディアはある程度の損失を許容できるため、RTP のような UDP ベースのプロトコルが使われます。
答え
A · 失われたパケットをすべて再送するよりも、遅延が小さいことのほうが重要だから
4.コンピュータネットワーク
答え: C · ルーターは IPv6 パケットを決してフラグメント化せず、パス MTU 探索を使って送信元だけがフラグメント化できる
これが答えになる理由
IPv6 ルーターは大きすぎるパケットを破棄し、ICMPv6 Packet Too Big を返します。送信元はより小さなパケットを送るか、フラグメント拡張ヘッダーを使います。
答え
C · ルーターは IPv6 パケットを決してフラグメント化せず、パス MTU 探索を使って送信元だけがフラグメント化できる
5.記数法
答え: U = 159
ビットの設定：各ビットは 2 のべき乗（128、64、…、1）の値をもちます。16 進の 1 桁はちょうど 4 ビットで、8 ビットの 2 の補数では、いちばん左のビットの値は −128 です。ビット演算は、各ビット位置を別々に扱います。
反転して 1 を足す
97 = 0110 0001
反転後: 1001 1110
+1 → 1001 1111
符号なしとして読む
1001 1111₂ = 256 − 97 = 159
答え
U = 159
6.記数法
答え: M = 2700 KiB
位取り記数法：各桁の値は、その数字に基数のべき乗を掛けたものです。2 進数では各桁の重みが 1、2、4、8、16、…、16 進数では 1、16、256、… で、A–F は 10–15 を表します。8 ビットの 2 の補数では、最上位ビットの重みが +128 ではなく −128 になり、こうして負の数を表します。
ビットとバイト
1280·720·24 = 22118400 bit = 2764800 B
KiB に換算する
2764800/1024 = 2700 KiB
答え
M = 2700 KiB
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